基于证据理论的定量风险评价不确定性分析

发布时间：2017-12-07 06:08

  本文关键词：基于证据理论的定量风险评价不确定性分析

  更多相关文章： 安全性 证据理论 定量风险评价 不确定性分析 不确定性传播

【摘要】：当代科学技术的迅猛发展催生出核电站,航天器等各类现代工程技术系统。在极大推动人类社会向前发展的同时,这些复杂系统在运行使用过程中屡有安全事故发生,它们的安全性问题仍是一把高悬人类头顶的“达摩克利斯之剑”。为解决复杂系统的安全性分析与评价问题,定量风险评价(Quantitative Risk Assessment,QRA)方法应运而生。不确定性分析是QRA方法核心内容之一。当前,QRA中的不确定性分析均以概率理论为基础。然而,结合风险分析特定背景,概率理论在不确定性表示方面存在一定的局限性。上世纪发展起来的证据理论具有坚实的数学基础和强大的不确定性分析能力,能够满足风险分析特定需求。本文研究基于证据理论的定量风险评价不确定性分析方法,主要包括以下内容:(1)结合当前工程实际,研究通用数据中包含的不确定性信息,提出了证据理论下通用数据不确定性表示方法。对可转移信度模型框架下似然概率信息的信度表达方式进行分析,给出了基于可能性分布的参数估计方法。基于以上方法对核电站柴油机失效数据进行了分析,对柴油机失效率参数不确定性进行了表示。相比传统概率方法,证据理论下的输入参数不确定性表示更具完备性。(2)对证据理论下“应力-强度”模型的一般求解方法进行分析。针对求解中存在的计算量问题,引入结构可靠性中“设计点”的概念并以此构建了用于简化模型计算的辅助域。分析明确了“二泛数设计点”和“无穷泛数设计点”间的关系,提出了无穷泛数设计点的解析和数值求解方法。给出了基于证据理论的“应力-强度”模型求解方法。基于以上方法对火灾中人员疏散成功概率进行了计算。所提出方法能够大量减少需要处理的联合焦元,降低模型求解运算量。(3)针对当前普遍采用的事件树与故障树结合的事件链逻辑模型在故障相关性处理等方面存在的问题,提出采用证据网络对事件链建模。给出了故障树和事件树向证据网络转换的方法,基于证据网络进行不确定性传播。采用以上方法对隧道定量风险评价中的事件链进行分析,完成了事件链逻辑模型中不确定性的传播。(4)针对QRA输入存在不止一种不确定性表示方式的情况,分析了当前故障树分析中普遍使用的模糊数和可能性理论间的关系,研究了故障相关带来的不确定性及其表示方法,最后利用证据理论兼容可能性理论和概率理论的优势,提出了基于证据理论统一表示的不确定性传播方法。使用所提出方法对一高完整性压力保护系统进行了分析,实现了不同表示方式下的不确定性混合传播。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F224

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本文编号：1261390